Ce travail de thèse a pour objectif l'élaboration de composites magnétoélectriques à matrice polymère. L'utilisation de fils submicroniques magnétiques de différentes natures chimiques préparés par électrodéposition est originale. Les composites ont été mis en œuvre en dispersant ces particules magnétiques dans une matrice polymère ferroélectrique de P(VDF-TrFE). L'étude des propriétés électriques des composites chargés en fils de cobalt met en évidence un mécanisme de percolation avec un seuil de 1,15 %vol. Cette faible valeur montre une dispersion homogène des charges. Cette homogénéité est confirmée par les performances mécaniques. Pour les propriétés magnétoélectriques, les composites sont chargés à 0,3 %vol i.e. au-dessous du seuil de percolation : des particules de différentes compositions chimiques et facteurs de forme ont été utilisées. Après polarisation des composites, la piézoélectricité de la matrice polymère persiste. Lorsque les échantillons sont soumis à un champ magnétique, les propriétés ferromagnétiques se manifestent par un cycle d'hystérésis. Un coefficient magnétoélectrique comparable à celui des céramiques a été obtenu pour ces composites qui conservent la faible densité et la ductilité des polymères. |
The purpose of this work is to elaborate magnetoelectric polymer matrix composites. An electrodeposition process was used to prepare original magnetic submicron wires with different chemical compositions. Magnetic particles were dispersed in a P(VDF-TrFE) ferroelectric polymer matrix. The study of electrical properties of composites filled with cobalt wires shows a percolation mechanism with a threshold at 1.15 vol%. This low value demonstrates a homogenous dispersion. This homogeneity is confirmed by mechanical strength. For magnetoelectric properties, composites are filled with 0.3 vol% i.e. below the percolation threshold: particles with different chemical compositions and aspect ratio have been used. After poling, composites keep the polymeric matrix piezoelectricity. Upon magnetic field, ferromagnetic properties are exhibited by a hysteresis loop. A magnetoelectric coefficient of the same magnitude order than the one of ceramics has been measured on these composites remarkable for their low density and ductility. |